数据可视化在电网通信调度领域的应用研究

数据可视化在电网通信调度领域的应用研究

冯雪

(内蒙古电力(集团)有限责任公司巴彦淖尔电业局内蒙古巴彦淖尔市015000)

摘要：为了使现代电网更加智能，在电网中广泛安装了多种数据采集装置与信息管理系统，随着公司发展和电网建设步伐的不断加快，国家电网公司对于电力通信网络建设投入的不断加大，电力通信网的整体规模、承载能力、稳定性以及智能化均取得了新的巨大发展。

关键词：电力通信网；调度管理；可视化技术

电力通信调度的成立是为了确保电力通信网可靠运行和提高对电力通信网的运行管理水平,提高通信质量和服务水平,更好地为电力安全生产和用户服务。在此基础上利用可视化技术，设计实现了电力通信网展示系统和可视化在线开发工具，阐述了如何在电力通信网调度业务中应用数据可视化技术。重点强调了可视化标准研究、可视化应用系统建设以及可视化关键技术的实际应用。旨在探索可视化技术如何应用在电力通信网的调度管理工作中。

一、慨述

电网的通信资源是指为实现电网通信服务所需的物理资源和逻辑资源的统称。物理资源是指具有具体物理形态的通信资源，包括信息设备、通信设备、安全设备等。逻辑资源是由设备承载的非物理实体的资源，例如IP地址、电话号码以及数据模型等。电网通信资源可视化标准的适用范围覆盖通信设备、业务两大类资源，旨在从可视化图元规范、可视化数据模型规范、图形化绘制规范等方面在国家电网公司范围内统一可视化图元识别、数据认知以及通信网图形化绘制标准。

二、电网通信资源可视化系统应用

传统的通信调度系统缺乏直观有效的手段展示电力通信网络的运行情况和监控数据，应用可视化技术规划设计电力通信网络可视化展现方式，建设满足电网公司通信网络可视化总体要求的电力通信网络可视化系统。

1、系统设计方案

（1）系统架构。电网通信资源可视化系统遵循国家电网公司信息系统设计规范，采用面向服务的体系架构，通过国家电网公司企业服务总线进行通信和数据交互。

展现层：包括信息通信可视化模块、图元管理和主数据管理和展示界面。可视化展现通过Flex构建，可以实现异步界面无刷新调用数据；图元与主数据展现是系统常用的业务处理功能界面。

业务逻辑处理层：可视化模块的应用层通过BlazeDs使Java服务端与Flex客户端交互。数据分析、安全合法性校验在业务逻辑层处理保证了数据安全性；同时在业务逻辑层处理第三方组件以及与网管等系统的接口传输信息。

（2）数据结构。电网信息通信资源可视化系统数据架构的设计目标是建立统一共享的数据视图，满足总部及网省各层级对数据统一性、标准性和扩展性的需求。从电网信息通信资源可视化系统整体业务统一对业务数据进行组织与规划，提高跨系统间业务数据存贮与共享集成的效率。

（3）系统集成。电网信息通信资源可视化系统通过企业服务总线与其他系统实现横向互联，实现可视化系统部分监控数据的实时化。例如国家电网公司综合网管系统，电网信息通信资源可视化系统提供基于WebService的数据接口服务，综合网管系统调用服务传送设备和业务运行状态、光缆长度、设备数量、通信系统利用率等数据。

2、系统实现。通信调度信息展示内容包括国家电网公司通信网络拓扑图、网络系统利用率、系统运行率、通信系统拓扑展示、站内设备及业务连接与异常指示。通信网络拓扑以3D中国地图为底图，使用颜色线区分不同光缆，重要地区节点用球形图标标注。使用高阶贝塞尔曲线绘制光缆线路，添加定时器模拟控制光缆上信号双向流动效果；利用动态仪表盘和饼图显示系统利用率和基本资源分布情况，能够伴随通信网络线路切换。在绘制通信系统拓扑图和站内连接图时，设计了多种节点连线规则，包括单横线、单竖线、单斜线、多线平行、折线和曲线等，通过定义各种不同的容器和监听事件，实现对当前展示界面中的任意元素的拖动、存储和展示。为了保证数据的实时性，在系统初始化时就创建一个监听，监听程序保证了前台程序与后台数据的同步，当数据发生改变时，能够把这一变更情况实时推送至页面。尤其是在对设备和业务运行状况监控时，发生故障或者业务中断，能够迅速在监控画面中告警，当告警解除后，也能立即恢复正常状态，很好地满足了通信调度管理中对监控实时性的要求。

三、基于Flex技术的可视化开发工具

随着公司各级网省信息通信可视化展示平台的建设，在开展通信网络及站内系统逻辑连接图的绘制方面任务繁重，针对目前工作实际，研究开发基于Flex技术的在线可视化编辑工具。

1、可视化工具数据模型。在可视化工具中，图元是最基本的图形要素，一个节点或一条连接线都是图元。图元的几何形状主要由其显示的属性来描述，是所有图元都必须具有的。其中点是构成图元的重要属性，任意一条线是由2个或多个点确定，1个节点是由中心坐标位置确定，所以可视化工具的数据模型主体分为节点和线两部分。

线路数据模型中线路编号是线的唯一标识，属性开始节点和结束节点记录这条线的起始点和结束点的坐标，可以精确定位线在拓扑图上的位置，通过属性标识区分直线、单折线、双折线或曲线等，并有隐藏属性。线的文字标识、线的带宽和线路状态是线路中与实际业务相关的属性。文字标识分为线上文本和线下文本，用于描述线路的名称；带宽有155M，622M，2.5G和10G；线路状态用于描述当前线路的状态是正常、维护还是故障。

2、可视化工具功能研发。可视化程序采用松耦合的三层结构设计，表示层负责将拓扑图数据展示给用户和接受用户操作。业务层负责处理业务逻辑，将表现层的数据处理后发给后台，将数据访问层的数据传递到表示层。数据访问层主要负责操作数据库和将数据库中的数据传递给业务逻辑层，采用三层结构设计可以降低程序各层之间的耦合，加快程序员的开发效率，使得程序更容易扩展和维护。

可视化工具的主要操作流程为：先创建空白拓扑图，选择图元工具箱中的节点，点击添加到拓扑图中，继续添加节点到拓扑图中，选中节点画线，如果需要编辑节点和线的属性，可双击节点或线在弹出的窗口中编辑节点和线的相关属性。重复以上几步就可创建出想要的拓扑图，最后保存拓扑图退出即可完成拓扑图的创建工作。通过LinkLine组件，根据线路中包含的信息，如开始节点和结束节点坐标、线上文本的位置、线路的带宽、线路的状态等属性、LinkLine组件会先初始化线的颜色及线上的文本信息，还可以控制线的颜色变化、区分线路不同状态。当LinkLine的属性初始化完成时，LinkLine就调用自身的画线方法drawLine进行绘制，drawLine方法根据线的起始和结束点位置及线的粗细颜色等信息进行画线。用户不能直接对线进行拖拽操作，必须通过拖拽节点改变线的位置，用户可以通过鼠标双击选中线进行修改和删除操作，这些更改会立刻更新到数据库中。

基于此设计了电网信息通信资源可视化系统及可视化开发工具，同时实现了与底层管理系统的系统集成与数据传输，并能实现数据动态化，使通过可视化手段监控通信网成为现实。

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